结合BLOCKCHAIN和5G：障碍和机遇

什么是BLOCKCHAIN技术？

就新兴技术而言，区块链技术可能比其他任何技术产生更多的共鸣。在短时间内支持几种加密货币和去中心化应用程序，这个数据库平台引起了各行业领导者，政策制定者和愿意投资于其发展的大型组织的关注。例如，IBM已经拥有100多项待批区块链专利，而MasterCard和Visa等公司也属于同类船只。但究竟什么是区块链以及这项技术的特别之处呢？

区块链是一种对等数据结构，用于将事务数据存储在称为块的容器中。顾名思义，这些块链接在链中并使用加密货币技术进行保护。它们主要用作系统的支持技术，其中在多方之间交易所令牌，或者输入和存储关于特定对象的数据。

BLOCKCHAIN技术如何工作？

由于安全性，透明度，不变性，隐私以及在任何流程中消除对第三方和中央权威的需求等优势，该技术在不同行业中被认为是非常有用的。

区块链通过共识机制得到保障，确保进入区块链的每笔交易都是有效的。根据架构，共识的存在可能会有所不同。在公共区块链中，通过任何当前可用的机制实现共识，例如工作证明（PoW），股权证明（PoS），委托证明（DPoS）或其任何变体。私有区块链大多不需要达成共识，因为单个实体拥有并主持它们。联盟或联邦区块链仅需要成员组织的共识。

无论哪种方式，共识背后的基本原则都很简单。我们假设有5个人在一个房间里，其中两个人（A人和B人）交易所5美元。为了使该数据被认为是有效的并且在记录中，房间中的其他人必须同意该交易确实发生。但是，在有数千个活跃用户的基于对等的区块链上，每个用户都无法进行口碑确认。这就是为什么使用考虑区块链规模的特殊机制来达成共识的原因。

区块链的不变质量在于每个区块的属性。每个都标有哈希号（唯一的加密货币标识）和时间戳。更改块中的任何数据都将更改哈希值并中断其他块。这就是为什么区块链被视为数据库防篡改的原因。至于透明度，任何人都可以使用块浏览器审核像比特币那样的公共区块链上的交易。这样可以轻松执行许多不同的区块链应用程序，而无需担心在封闭系统中操作事务。

BLOCKCHAIN技术的当前应用

最初，区块链技术的唯一应用是比特币，Ripple和Stellar等电力系统，它们允许人们以数字货币的形式将资产从一个地方发送到另一个地方。但在其存在的十年中，就区块链应用而言，已经发生了很多变化。

智能合约的引入和实施，最初由Nick Szabo于1997年在Ethereumblockchain上提到，为该技术的其他应用铺平了道路。智能合约是自动化的自动执行合约，一旦启动就可以在没有任何外部方干扰的情况下运行。它们使用一组条件进行编程，并在满足这些条件时执行。

由于智能合约的存在以及它们与区块链的结合，该技术在其他行业中具有引人入胜的用例。一个例子是房地产，其中几个人或公司实体可以共享资产的所有权。这意味着他们可以允许人们购买房产中的股份，并在市场价格上涨时赚取利润。这些资产也可以转移到其他方，所有这些交易都由智能合约促成，而加密货币令牌则用作股票的等价物。

您可以将相同的原则应用于艺术品和几乎任何其他金融或高价值资产。在娱乐方面，分销链中的中间商的存在减少了支付给内容创作者的金额。像TRON，BitSong和VOISE这样的区块链平台确保资金直接流向没有中间人的内容创作者。在食品和航运业，它用于供应链管理，并收集有关食品或货物来源的数据。在食品污染或货物丢失的情况下，这为两个行业提供了责任。

将来，区块链可用于防止身份盗用，促进投票，甚至增强在线gamblings系统。它还可以与其他新兴技术（如5G）结合用于各种物联网（IoT）应用。

什么是5G技术？

对于拥有移动设备的任何人来说，1G，2G，3G甚至4G都是熟悉的术语。这些术语用于显示不同代的无线技术。 1G被称为模拟蜂窝技术，是同类产品中的第一种。 2G是第一个数字蜂窝网络，以GSM，CDMA和TDMA的形式出现。 3G以现有速度改进，同时以HSPA，EVDO和UMTS的形式以200kbps至几兆比特/秒的速度运行。 4G以LTE和WiMAX的形式发布，具有更高的速度，高达数百兆比特和千兆比特。

对于那些拥有移动设备的人来说，4G技术的到来是史诗般的。它所宣传的速度从未见过，很快就变得司空见惯。今天，街区还有一个新的孩子。

5G技术是对现有移动无线网络的改进，与以前的同类产品相比，它可以实现更快的速度，更低的延迟和更好的连接性。高速将允许网络移动更多数据，而低延迟将提高网络的响应速度。

虽然无线网络世代通常不向后兼容，但早期版本的5G网络将与4G兼容。不久之后，当有更多5G设备和应用程序时，可能会发布非向后兼容版本。

5G如何工作？

大多数无线技术在速度，容量和编码中断等属性方面都存在明显差异，称为空中接口。

与前几代蜂窝网络类似，5G使用由塔组成的蜂窝站点网络，塔通过无线电波发送编码数据。每个站点都连接到一个点，通过有线或无线连接充当对蜂窝站点网络的支持。

与4G LTE网络一样，5G使用OFDM编码进行数据。但是，在后者中，该架构提升了更高的灵活性和更低的延迟，从而提高了速度。与上一代网络相比，它们还拥有更多的小区并需要更大的无线电波，以承载其设计的容量和智能应用。

粘合时，5G将在约100MHz和高达800MHz的通道上运行。这远远大于4G网络信道，其范围介于20MHz和160MHz之间。

5G可用吗？

5G网络已经在美国的几个地方可用，因为电信公司竞相实施它。

• 据AT＆T称，其网络现已在美国19个城市推出，目前正在进行测试。这些城市包括亚特兰大，夏洛特，达拉斯，休斯顿，印第安纳波利斯，旧金山，杰克逊维尔，路易斯维尔，俄克拉荷马城，新奥尔良，圣安东尼奥，韦科，拉斯维加斯，洛杉矶，纳什维尔，奥兰多，罗利，圣地亚哥，旧金山，以及圣荷西。
• Sprint还宣布，它正在改进其2.5GHz网络，以实现5G用途，并为5G准备所有小区站点。 T-Mobile希望通过其600MHz和28GHz网络频段实现今年的5G。全国各地可能会在2020年推出。据Verizon称，它已经实施了“毫米波5G”用于其现有的家庭5G宽带，今年还将推出移动网络版本。
• 几款5G手机也已发布，如三星Galaxy S10 5G，中兴Axon 10 Pro 5G，三星Galaxy Fold，LG V50 ThinQ，OnePlus 5G手机，华为Mate X和小米Mi Mix 3 5G。这意味着当应用程序变得更受欢迎时，人们将不得不使用新设备来试用网络。高通公司已经拥有与5G兼容的芯片。
• 由于OnePlus准备在春季推出非洲大陆首款兼容5G的手机，欧洲并未被排除在外。华为正计划在亚洲做同样的事情。尽管目前正在发布，但公众的推出可能会在2020年进行。
• 根据加拿大的Telus Mobility，2020年将向其客户提供5G，但可能会比其他城市更早地在温哥华推出。罗杰斯通信公司将在2019年投资47亿美元用于5G技术开发，同年将在不列颠哥伦比亚大学校园内建立一个测试站点。
• 波多黎各无线提供商Claro可能会在2019年4月至6月期间发布其5G网络。
• LG Uplus'已经在首尔及其周边地区推出了5G网络。目前，该公司已在仁川，首尔和京畿道定位了4000多个5G站，计划到2018年底部署7,000多个站。他们计划到2020年向主要城市的普通民众发布5G基础设施。
• 科学和信息通信技术部ICT和广播技术政策主任Heo Won-Seok表示，到2020年，5％的韩国移动用户将使用5G网络，到2026年将使用高达90％的移动用户。
• 日本最大的无线网络提供商NTT DOCOMO正在试验5G，并且自2010年以来一直在这样做。该公司计划在2019年9月推出并计划推出“商业前5G网络服务”，并计划在2020年推出商业服务。
• Zain和Ooredoo是科威特两家最大的电信公司，已经发布了5G服务。 Zain于2018年6月宣布推出，宣布后几个小时，Ooredoo也做了类似的调查。
• 5G将很快通过阿联酋的Etisalat和Du在阿拉伯联合酋长国上市。前者于2019年2月与华为达成协议，提供“5G无线，5G服务导向核心和5G就绪传输网络，以促进5G技术的顺利采用。”
• 与许多其他国家一样，越南的目标是在2020年实现5G发布。据该国最大的国有电信公司Viettel称，他们将在2019年开展5G测试，并可能在次年推出该网络。
• Vodacom集团于2018年8月在南非莱索托推出了5G网络。该公司还是第一家在该国提供2G，3G和4G网络的公司。该公司正在使用3.5 GHz频段的固定无线接入（FWA）网络。

5G技术的意义

5G网络提供的高速不仅可以上传和下载，还可以使用其他无线网络。一切从增强人工智能，剔除大数据，增强物联网设备连接到其他设备以执行任务，连接城镇网络都可以成为现实。今天，这些事情并没有发生，因为互联网速度和容量不够高，并且没有足够低的延迟。

4G无法处理物联网设备的互连，因为它们的设计使其价格昂贵，并且消耗大量电力。为了真正支持设备之间的大规模连接，网络必须至少价格低廉，5G可能是解决方案。 5G网络不仅价格低廉，而且还允许在比4G更多的设备上连接，特别是对于低功率设备和传感器。

5G的未来意义

5G技术未来的潜在应用是无限的。根据设计，由于缺乏支持性基础设施，它可以与目前进展缓慢的许多不同技术相结合。它还可以增强其他更成熟的技术。一些例子是虚拟现实，无人驾驶汽车和移动互联网。

虚拟现实

5G可以通过提供快速互联网的类型和他们在旅途中运行所需的低延迟来提供虚拟和增强现实。由于5G基本上将家庭互联网路由器转换为小区站点，因此覆盖范围将增加。因此，VR和AR的更多主流应用将成为可能。

无人驾驶汽车

无人驾驶汽车是十年来最迷人的发明之一。不幸的是，由于网络限制，它们可能无法充分发挥其潜力。这类汽车需要与其他汽车以及智能道路进行通信，以便操纵交通并确保安全。这需要高速度和低延迟，因为在这种情况下，通信涉及汽车瞬间发送小数据包。 5G网络的延迟足够低，以便交易在汽车之间来回反弹，只需几毫秒。

互联网

5G互联网具有比4G更高的容量，并且可以轻松满足对巨大容量的需求，而后者则不能。

什么结合5G和BLOCKCHAIN技术看起来像

区块链的独特属性，如安全性，透明度和不变性，再加上速度，低延迟以及5G连接到更多设备的能力，可能会为许多应用程序带来惊人的结果。一个这样的应用是物联网（IoT）的连接。物联网已经存在了几年，并且已经在几个案例中与区块链技术进行了互动。一个例子是IOTA通过其网络测试迷你特斯拉和充电点之间的通信。但是，该领域的进展面临三大挑战：速度，容量和安全性。

它将如何工作？

根据麦肯锡的说法，5G平台可以在更短的时间内移动更多数据，从而允许许多这些低功耗的物联网设备相互通信。这解决了速度和容量问题，增加了连接性，低能耗和更低成本。

区块链网络具有物联网应用程序正常运行所需的高级别安全性类型。它几乎完全消除了交易被黑客攻击的风险，因为这样的设备网络不会有单点故障。全球有超过45亿人使用手机，更不用说其他可能与他人通信的设备了。

安全性必须考虑到可扩展性，区块链技术可以提供它。此外，必须有一种方法来验证每个设备之间的事务。区块链使用的去中心化共识可以构成功能完备的物联网5G系统的基础。区块链也受益于这种组合，因为物联网设备的用户将间接采用它。

BLOCKCHAIN和5G组合的其他实际应用

技能互联网

一个新的物联网子将受益于5G和区块链技术的结合是技能的互联网（IoS）。该字段深入探讨了允许人们远程执行操作的设备和方法。从本质上讲，许多高价值任务可以在世界任何地方执行。例如，任何有互联网连接的人都可以通过在线价格远程获取知识。这是IoS的基本形式。另一个例子是医生在没有实际存在的情况下对患者进行复杂手术。该技术通常由音频，视觉和触觉技术支持，这些技术必须在整个过程中连接。

然而，现有的无线网络没有足够低的等待时间来实现所有部分之间的快速通信。这就是5G的用武之地。在医疗程序中，每一秒都很重要，时间的流逝可能会给病人带来可怕的后果。这就是为什么5G提供的速度更合适的原因。区块链技术可确保程序不会被机器人等恶意外部方破坏。高水平的安全性将使患者对手术更有信心。

实时供应链数据

日益动荡的经济，全球化以及外包过程中面临的挑战已经压倒了基本的自动化供应链模式。仅仅有一条供应链在链条发生事件后很长时间内自行更新只是不能完成工作。由于存在如此多的活动部件，很难跟踪发生的一切。

如果人们能够实时将数据输入供应链，则跟踪变得更容易。数据也可以影响决策。但是，实时供应链需要无缝通信和连接才能正常运行。区块链提供一个安全的专用网络，可以在其上托管供应链。通过共识实时输入和验证数据。

5G网络速度，容量和延迟是网络的基础，以确保没有滞后。虽然这听起来相对容易，但事实并非如此。在处理许多产品和大型组织时同步供应链中的细节是一项具有挑战性的任务。理想情况下，供应链应该能够接受和读取数据，以检测事实的变化，如供需，价格和商业环境。该数据用于对一批产品的下一步行动做出明智的决策。如果没有可以支持这种系统的结构，业务（特别是国际业务）的效率就会降低。

使用区块链和5G作为实时供应链的主干将增加系统内的灵活性。它还将确保链中的不同部门能够轻松分析市场变化，成本，价格和风险，从而避免长期损失。

智能合约

5g和区块链还可以通过允许区块链和神谕之间更好的连接来帮助实现智能合约。只有在满足一组预定义条件时才会执行智能合约。但智能合约如何知道何时执行此事件？简单。通过使用oracles。 oracle是一个中继代理，可以查找和验证区块链可以使用的真实数据，以促进智能合约。

因为它们充当智能合约的数据馈送，所以需要高速互联网。他们还需要低延迟才能实时连续提供合约。 5G提供这些服务，并且可以为偏远地区的人们提供进入这种先进供应链的途径。

Oracles是多签名合约的一部分，例如，原始受托人只有在满足某些条件的情况下才签署合约，以便将来释放资金。在任何资金发布之前，甲骨文也必须签署智能合约。

安全的数据传输

使用5G无线网络，数据可以高速从一个设备发送到另一个设备。随着物联网设备在未来几年内不断增加，确保围绕这么多设备的数据安全性的挑战已变得显而易见。

区块链是分布式数据存储结构，但它们未经过优化以存储该负载量。这使得在区块链上存储物联网交易数据变得不可行。但是，这些数据可以存储在支持区块链数据的其他去中心化文件系统中，例如OrbitDB或InterPlanetary文件系统（IPFS）。

虽然数据本身存储在这些系统上，但是可以将作为散列数的唯一加密货币数存储在区块链上，作为指向数据文件存储位置的指针。篡改数据将导致哈希值发生变化并引起对攻击的注意。这种存储方法可能不足以完全保护数据，但它将提供比大多数可用的中心化选项更好的安全性。

自动化收获

自动化将允许人工智能机器人在家庭和工业中执行最平凡的任务。自动驾驶汽车和智能家居是这种自动化快速遍布全球的一部分。区块链和4G为这种智能对象提供了一种收集实时数据和自我改进的方法。其中一些对象包括：

汽车

特斯拉是智能汽车最受欢迎的例子之一;其主要功能之一是自动驾驶仪。要成功运行其自动驾驶功能，智能车必须检测交通，停车，方向，位置和地形。虽然特斯拉可以有效地感知这些东西，但想象一下网络速度更快的可能性。

智能汽车可以实现更多功能和更准确的驾驶，可以超高速实时收集和分析数据。他们也可以与路上的其他智能汽车互动以共享数据。

HOMES

从本质上讲，“智能家居”配备了智能设备，通过自动执行人类在家中手动处理的许多任务来改善生活体验。这些设备可以包括扬声器，计算机，照相机，冰箱和洗衣机等智能设备，电视，安全系统，智能手机等。

与智能汽车和城市一样，这些设备必须不断与其环境以及某些情况下的其他设备进行交互。通过5G网络和区块链技术，可以实时高速安全地收集和存储数据。

城市

智能城市是使用物联网（IoT）传感器收集实际数据的城市区域，然后使用这些数据来改善其公民的生活。通过不断收集数据，城市可以更好地了解如何使其基础设施和流程更有效。例如，智能道路可以从车辆和交通模式收集数据并将其发送到存储它的设备。

这些数据可以让城市当局更好地了解如何解决任何交通挑战。通过物联网设备收集数据，可以改善从能源创造到空气质量和环境控制的任何事情。这些设备无法相互连接，无需借助5G即可在它们之间快速发送数据。

用自动化替代人类劳动力

用自动化取代人工的主题已经存在了很长时间。在许多行业中，为了实现多个工业流程的自动化，公司的成本降低（长期）。例如，阿里巴巴拥有的物流公司Cainiao在其仓库中拥有700多个机器人，以承担其年度购买活动Single's Day的工作量。

根据CNBC的一份报告，该公司在2017年的单日活动期间处理了超过8亿笔交易。在考虑需要多少人时，找到足以处理此类任务的人力资源会很昂贵。正在开发更多的机器人来承担更具挑战性的任务。尽管该领域已经取得了很多进步，但连接设备也存在挑战。 5G网络可以改善整体连接。

网络和技术改进数据库

由于其低延迟和容量，区块链网络和其他数据库的范围和带宽可以通过5G提高。如果没有速度问题，可以鼓励更多节点加入区块链。

5G还将允许区块链到达更偏远的区域，并提高其连接手机和平板电脑等移动设备的能力。随着网络上的节点越来越多，可以通过共识实现更好的去中心化，从而提高安全性。较低的延迟时间将允许实验块时间和大小。结合高速，它还可以在诸如汇款的情况下更好地应用该技术。

在组合5G和BLOCKCHAIN技术时面临的挑战和障碍

如前所述，5G具有多种品质，使其成为包括物联网及其子领域在内的各种实际应用的完美支持技术。不幸的是，在使用这种技术真正无缝之前，制造商必须克服这些缺点。

第一个主要问题是安全问题。到2020年估计有100亿个物联网设备，到2025年估计有220亿个，因此有大量的恶意设备是合理的。这样的设备可能导致混乱的结果，特别是因为它们的相互连接是系统正常运行所必需的。例如，恶意设备可能试图拦截其他设备之间的交易。在这种交易中没有人为干扰，可能难以检测何时发生这种情况。

第二个挑战是5G网络的发布可能导致过载，从而促使出现扩展问题。凭借更快的速度和更短的响应差距等特性，如果人们立即想要切换到网络并开始尝试各种物联网应用程序，那就不足为奇了。即使有区块链，也存在可扩展性问题。

5G和封锁挑战的影响

这两个问题都压倒了大多数技术的优势，并使它们对物联网应用程序几乎无用。如果设备无法安全地收集数据并执行交易，则设备之间的整个通信领域无法进行。如果瑞典的医生无法远程对法国的患者进行手术，因为担心由于可扩展性问题，网络将切断中间程序，那么该医学子领域也无法进展。那些编写互动式大学考试或进行复杂的制造和设计操作而不是亲自到场的人也不会。

解决方案

区块链项目可以解决第一个挑战，因为安全性是区块链的主要特征之一。强调使用加密货币技术来确保在区块链上输入的数据是防篡改的，并且从发送方到接收方而不被黑客攻击是对5G网络的有用补充。它可以作为规范智能合约和物联网争议的基础。

物联网设备将其身份存储在数据不安全的云服务器中。权力下放保护其数字身份不受任何外部各方的影响，并在交易中提供隐私。

可扩展性问题并不容易解决。物联网设备将通过每秒最有可能发生的数千个链上交易来压倒网络。为了解决这个问题，需要在不久的将来显着提高区块链技术的可扩展性。

闪电网络已经在这一领域取得了一些进展，最新的比特币现金ABC分支由于块大小的改进而具有更好的可扩展性。以太坊的等离子网络及其分片更新，以及迁移到Stof of Stake的计划，都是解决可扩展性问题的步骤。

另一种方法是IOTA的有向无环图（DAG）结构，如果完善，可以承载即将发生的事务负载。但是，随着可扩展性，安全性和去中心化的每一个进展都在减少。在没有首先解决这些挑战的情况下，基于区块链的物联网网络不会有效运行。开发商和制造商有责任合作解决这些问题，因为这两个群体以及全球人口都可以从这种技术的成功中受益匪浅。

最后的想法

看看将5G和区块链技术结合到物联网应用中的好处和挑战，我想到了几个问题：值得吗？是否值得开发成本？区块链可扩展性如何能够赶上物联网设备的增长速度？

根据目前对区块链的了解，它们支持各种加密货币，每种加密货币以不同的速度运行，这意味着区块链确实可以调整。这使得创建完全可扩展的系统的可能性不那么遥不可及。

5G和区块链技术都有望带来好处和解决方案，几乎可以轻松推动世界上任何系统，从支付处理器到电子商务和供应链管理。至于是否值得的问题，答案是肯定的。为物联网互联创建可扩展且安全的骨干网绝对值得开发成本。这对于世界向智能互联系统的演变至关重要。

“这篇文章最初发表于MintDice.com”

https://www.mintdice.com/blog/combining-blockchain-and-5g-obstacles-and-opportunities?page=1